Квантової інтерференції досягли на рекордній відстані 300 км.

Міжнародна група дослідників розробила систему на основі квантових точок для передачі

інформації.Експерименти показали, що вона являє собою ефективні і нерозрізні джерела одиночних фотонів з надмалошумним, однофотонним перетворенням частоти, що налаштовується, і передачею по довгих волокнах з низькою дисперсією. Це необхідно для створення квантових твердотільних мереж зв'язку.

Фізики використовували для створення одиночнихфотонів квантові точки, що детерміністично пов'язані з мікрорезонаторами. Пристрій можна настроювати за допомогою резонансу. Нагадаємо, квантові точки — це частинки провідника чи напівпровідника, у якому носії заряду (електрони чи дірки) просторово обмежені за всіма трьома вимірами. Такі пристрої досить малі, як правило, лише кілька нанометрів, щоб квантові ефекти проявилися.

Для усунення неоднорідності квантових точок таЗсув довжини хвилі випромінювання в телекомунікаційний діапазон вчені використовували квантове перетворення частоти. Експерименти показали, що в новому підході інтерференційна видимість, що спостерігається, становить до 93% при передачі сигналу по оптоволокну довжиною 302 км.

Експериментальне встановлення. Зображення: Xiang You et al., Advanced Photonics

У класичних телекомунікаціях сигнали можнапосилювати безшумно, щоб передавати великі відстані. Але квантові стани у суперпозиції не можуть бути посилені, тому що їх не можна ідеально клонувати, пояснюють вчені. Тому для створення такої мережі потрібні не тільки квантові канали із надмалими втратами та квантова пам'ять, а й високопродуктивні квантові джерела світла.

Квантові точки є ідеальним кандидатом длястворення масштабних мереж. Вони забезпечують необхідні властивості джерела одиночних фотонів, але за останні два десятиліття видимість квантової інтерференції між незалежними КТ рідко перевищувала класичну межу 50%, а максимальні відстані досягали лише кількох кілометрів.

Наша робота вийшла за рамки попередніх квантовихекспериментів на основі КТ в масштабі приблизно від 1 км до 300 км, що на два порядки більше, і, таким чином, відкриває захоплюючу перспективу для твердотільних квантових мереж.

Чао-Янг Лу, професор Університету науки та технологій Китаю

Читати далі:

Гробницю «акушерки Ісуса» розкопали: вчені розповіли, що вони там знайшли

Сьогодні вчені із Землі вдарять по астероїду радіоімпульсом

Названо смартфони, на яких WhatsApp перестане працювати з 2023 року